[发明专利]一种内容缓存方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种内容缓存方法、装置和系统。

背景技术

近年来，随着移动互联网业务的快速发展，人们越来越多地使用移动终端进行网页浏览，电影下载和在线视频聊天等宽带业务，同时虚拟现实，增强现实等新兴业务的不断涌现，对移动通信网络的数据传输速率和端到端时延都提出了更高的要求，给移动通信网络带来了极大的挑战。

当前移动通信网络如4G(第四代移动通信网络)，业务数据的传输需要通过传输网路由器和核心网网关的多跳转发，端到端时延较长。互联网业务的爆发性增长使以集中化为特征的核心网和回传网络面临巨大的压力，数据的路由和转发成为提升网络性能和用户体验的瓶颈。

移动互联网用户发起的数据业务通常具有以下特点：1)网页文本、图片、视频、文件等大部分均可以缓存；2)访问的内容具有聚焦性，即大部分用户访问同样小部分内容，统计数据表明，Internet(互联网)上80％的用户重复访问20％的信息资源；3)某一段时间内不同用户重复访问同一内容，比如热播电视剧，热点小视频等。

为了解决Internet网络拥挤情况，降低移动应用端到端时延，提升用户体验，移动运营商往往会在移动网络和ISP(Internet Service Provider，因特网服务提供商)之间部署CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)，旨在避开互联网上可能影响数据传输速率和稳定性的瓶颈和环节。通过在网络放置节点服务器在现有的互联网基础之上构成一层虚拟智能网，CDN能够实时地根据网络流量和各节点连接，负载状况以及用户的距离和响应时间等因素将用户请求重定向到离用户较近的服务节点上，以节省移动网络与ISP网络之间的传输带宽。但是CDN并不能减少移动网络本身的流量，尤其是不能减少移动核心网的数据流量和回传网的传输带宽。

为了解决现有移动网络中面临的挑战，现有技术充分利用上述用户访问业务的特点，提出在无线接入网侧部署LWC(Local Wireless Caching，本地无线缓存)模块，将业务内容提供节点更加靠近用户，从而缓解核心网回传压力，降低业务端到端的时延，提升用户体验。实际部署时本地无线缓存模块存在多个部署位置和部署形式，如图1所示，本地无线缓存模块可以在基站(eNB)侧功能实现，通过软件或硬件升级的方法，也可以部署在接入环侧供多个基站共享。图1中，UE表示用户设备(User Equipment)，EPC(Evolved Packet Core，演进分组核心网)包括MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)、OCS(Online Charge System，在线计费系统)，S-GW(Serving Gateway，服务网关)，P-GW(Packet Gateway，分组网关)、PCRF(Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能单元)。

现有的本地无线缓存技术采用被动缓存机制，典型的流程如图2所示，包括以下步骤：

S21、终端向服务器发起内容请求。

S22、基站将该请求发送至本地无线缓存模块。

S23、本地无线缓存模块判断内容是否已缓存，如果已缓存，执行步骤S24，否则，执行步骤S25。

S24、本地无线缓存模块将内容通过基站直接返回给终端。

S25、本地无线缓存模块代理终端通过核心网网关向内容源请求内容。

具体的，本地无线缓存模块与核心网网关之间建立GTP-U(General Packet Radio Service Protocol for the User Plane，用户层面的GPRS(通用分组无线业务)隧道协议)连接，以通过核心网网关向内容源请求内容。

S26、内容源通过核心网网关向本地无线缓存模块返回请求的内容。

S27、本地无线缓存模块通过基站向终端返回请求的内容。

具体的，本地无线缓存模块获取内容后将内容源返回给终端的同时对请求的内容进行热度评估，达到预设阈值将该内容存储在本地无线缓存模块。

本地无线缓存模块通常部署在接入网边缘或者基站内部，由于内容样本较少且缓存存储空间有限，往往命中率不高，回源(即向内容源请求获取终端请求的内容)机率大，即增加了核心网信令处理负荷，也增加了数据传输时延。

发明内容

本发明实施例提供一种内容缓存方法和装置，用以提高本地无线缓存命中率，降低核心网信令处理负荷，减少数据传输时延。